第八章 数量性状的遗传遗传性状：
质量性状：表现型具有不连续的变异数量性状：表现型具有连续的变异第一节 数量性状的特征一,数量性状的特征
（ 1） 连续性变异,不能明确分组,用统计学方法分析
（ 2） 易受环境条件的影响而发生变化
（ 3） 存在基因型与环境的互作玉米穗长遗传图 8-2 玉米 4个品种在 3个环境中的产量表现二,数量性状的遗传解释为什么数量性状表现连续变异？
1909年 Nilson-Ehle提出多基因假说：
（ 1） 数量性状受许多彼此独立的基因作用,每个基因作用微小,
但仍符合孟德尔遗传
（ 2） 各基因的效应相等
（ 3） 各个等位基因表现为不完全显性或无显性,或增效和减效作用
（ 4） 各基因作用是累加性的例如小麦子粒颜色的遗传动态
P 红 R1R1R2R2? 白 r1r1r2r2
F1 R1r1R2r2红
F2 1 4 6 4 1
4R 3R 2R 1R 0R
深红 中深红 中红 淡红 白色
P 红 R1R1R2R2R3R3? 白 r1r1r2r2r3r3
F1 R1r1R2r2R3r3红
F2 1 6 15 20 15 6 1
6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R
最深红 深红 中红 淡红 白色由于 F1产生 1/2R和 1/2r的 ♀,♂ 配子,则 F2表现型为：
(1/2R+1/2r)2
当性状由 n对独立基因决定时,则
F2表现型频率：
(1/2R+1/2r)2n
多基因控制的性状一般均表现数量遗传的特征借助于分子标记和数量性状基因位点
(QTL)作图技术,已经可以在分子标记连锁图上标记出单个基因位点的位置,并确定其基因效应：
主 (效 )基因,效应明显的基因微效基因,效应微小的基因修饰基因,增强或削弱其他主基因对表现型的作用
（ 加性效应,显性效应,上位性效应及与环境的互作 ）
三,超亲遗传后代性状表现超过某一亲本的现象 。
可用多基因假说解释：
早熟 a1a1a2a2A3A3× A1A1A2A2a3a3晚熟
↓
A1a1A2a2A3a3
↓
A1A1A2A2A3A3……a 1a1a2a2a3a3
更晚熟 更早熟第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法平均数方差 V/S2
标准差 S
n
x
n
xxxx
x n
321
1
2
n
xx
V
1
2
2
n
n
x
x
V
1
2
n
xx
S
第三节 数量性状的遗传模型和方差分析一,数量性状的遗传模型表现型值,对个体某性状度量或观测到的数值,是个体基因型在一定条件下的实际表现,是基因型与环境共同作用的结果
P - 表现型值 G - 基因型值
E - 环境离差则 P = G + E VP = VG + VE
基因型值可进一步剖分为 3个部分：
加性效应,A,等位基因和非等位基因的累加效应,可固定的分量显性效应,D,等位基因之间的互作效应,属于非加性效应上位性效应,I,非等位基因之间的相互作用,属于非加性效应
IDAG
加性 -显性模型
G = A + D VG = VA + VD
P = A + D + E VP = VA+VD+VE
加性 -显性 -上位性模型
G = A + D + I
VG = VA + VD + VI
P = A + D + I + E
VP = VA+VD+VI+VE
无显性,加性效应部分显性完全显性超显性
CCCccc
0
c
d
c
a?
c
a?
0?cd
cc ad?
cc ad?
cc ad?
二,几种常用群体的方差分析
P1,P2和 F1是不分离世代,群体内个体间无遗传差异,所表现出的不同都是环境因素引起的 。 故：
VP1=VE VP2=VE VF1=VE
VE=VF1
=1/2(VP1+VP2)
=1/3(VP1+VP2+VF1)
=1/4VP1+1/2VF1+1/4VP2
VF2=VG+VE
=VA+VD+VE
=VA+VD+VI+VE
VB1+VB2=VA+2VD+2VE
VA=2VF2-(VB1+VB2)
第四节 遗传率的估算及其应用遗传率 (力 ),遗传方差在总方差 (表型方差 )中所占的比值,作为杂种后代进行选择的一个指标
VG广义遗传率 h
B2 = × 100%V
P
VF2- VE= × 100%
VF2
VA狭义遗传率 h
N2 = × 100%V
P
VA= × 100%
VA+VD+VI+VE
2VF2-(VB1+VB2)= × 100%
VF2
小麦抽穗期的 hN2=72%,两亲本的平均表型方差为 10.68,F2表型方差为 40.35。
求,VE
VA
VD
hB2
(1) 不易受环境影响的性状的遗传率比较高,易受环境影响的性状则较低；
(2) 变异系数小的性状遗传率高,变异系数大的则较低；
(3) 质量性状一般比数量性状有较高的遗传率；
(4) 性状差距大的两个亲本的杂种后代,
一般表现较高的遗传率；
(5) 遗传率并不是一个固定数值,对自花授粉植物来说,它因杂种世代推移而有逐渐升高的趋势 。
基因加性方差是可固定的遗传变异量,可在上,下代间传递,所以,
凡是狭义遗传率高的性状,在杂种的早期世代选择有效 ; 反之,则要在晚期世代选择才有效 。
第五节 数量性状基因座数量性状是由众多基因控制的 。
随着现代分子生物学的发展和分子标记技术的成熟,已经可以构建各种作物的分子标记连锁图谱,在此基础上
,发展起来了数量性状基因位点 (QTL)
的定位方法 。
可以估算数量性状的基因位点数目,
位置和遗传效应 -QTL定位 。
图 8-5 QTL定位的基本原理示意图
MM Mm mm MM Mm
mm
QQ Qq qq QQ qqQq QQ Qq qq QQ qqQq Qq qqQQ QQ qqQq
图 8-6 玉米 5号染色体上影响产量的 QTL位置与 LOD曲线图
质量性状：表现型具有不连续的变异数量性状：表现型具有连续的变异第一节 数量性状的特征一,数量性状的特征
（ 1） 连续性变异,不能明确分组,用统计学方法分析
（ 2） 易受环境条件的影响而发生变化
（ 3） 存在基因型与环境的互作玉米穗长遗传图 8-2 玉米 4个品种在 3个环境中的产量表现二,数量性状的遗传解释为什么数量性状表现连续变异？
1909年 Nilson-Ehle提出多基因假说：
（ 1） 数量性状受许多彼此独立的基因作用,每个基因作用微小,
但仍符合孟德尔遗传
（ 2） 各基因的效应相等
（ 3） 各个等位基因表现为不完全显性或无显性,或增效和减效作用
（ 4） 各基因作用是累加性的例如小麦子粒颜色的遗传动态
P 红 R1R1R2R2? 白 r1r1r2r2
F1 R1r1R2r2红
F2 1 4 6 4 1
4R 3R 2R 1R 0R
深红 中深红 中红 淡红 白色
P 红 R1R1R2R2R3R3? 白 r1r1r2r2r3r3
F1 R1r1R2r2R3r3红
F2 1 6 15 20 15 6 1
6R 5R 4R 3R 2R 1R 0R
最深红 深红 中红 淡红 白色由于 F1产生 1/2R和 1/2r的 ♀,♂ 配子,则 F2表现型为：
(1/2R+1/2r)2
当性状由 n对独立基因决定时,则
F2表现型频率：
(1/2R+1/2r)2n
多基因控制的性状一般均表现数量遗传的特征借助于分子标记和数量性状基因位点
(QTL)作图技术,已经可以在分子标记连锁图上标记出单个基因位点的位置,并确定其基因效应：
主 (效 )基因,效应明显的基因微效基因,效应微小的基因修饰基因,增强或削弱其他主基因对表现型的作用
（ 加性效应,显性效应,上位性效应及与环境的互作 ）
三,超亲遗传后代性状表现超过某一亲本的现象 。
可用多基因假说解释：
早熟 a1a1a2a2A3A3× A1A1A2A2a3a3晚熟
↓
A1a1A2a2A3a3
↓
A1A1A2A2A3A3……a 1a1a2a2a3a3
更晚熟 更早熟第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法平均数方差 V/S2
标准差 S
n
x
n
xxxx
x n
321
1
2
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1
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n
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x
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V
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第三节 数量性状的遗传模型和方差分析一,数量性状的遗传模型表现型值,对个体某性状度量或观测到的数值,是个体基因型在一定条件下的实际表现,是基因型与环境共同作用的结果
P - 表现型值 G - 基因型值
E - 环境离差则 P = G + E VP = VG + VE
基因型值可进一步剖分为 3个部分：
加性效应,A,等位基因和非等位基因的累加效应,可固定的分量显性效应,D,等位基因之间的互作效应,属于非加性效应上位性效应,I,非等位基因之间的相互作用,属于非加性效应
IDAG
加性 -显性模型
G = A + D VG = VA + VD
P = A + D + E VP = VA+VD+VE
加性 -显性 -上位性模型
G = A + D + I
VG = VA + VD + VI
P = A + D + I + E
VP = VA+VD+VI+VE
无显性,加性效应部分显性完全显性超显性
CCCccc
0
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二,几种常用群体的方差分析
P1,P2和 F1是不分离世代,群体内个体间无遗传差异,所表现出的不同都是环境因素引起的 。 故：
VP1=VE VP2=VE VF1=VE
VE=VF1
=1/2(VP1+VP2)
=1/3(VP1+VP2+VF1)
=1/4VP1+1/2VF1+1/4VP2
VF2=VG+VE
=VA+VD+VE
=VA+VD+VI+VE
VB1+VB2=VA+2VD+2VE
VA=2VF2-(VB1+VB2)
第四节 遗传率的估算及其应用遗传率 (力 ),遗传方差在总方差 (表型方差 )中所占的比值,作为杂种后代进行选择的一个指标
VG广义遗传率 h
B2 = × 100%V
P
VF2- VE= × 100%
VF2
VA狭义遗传率 h
N2 = × 100%V
P
VA= × 100%
VA+VD+VI+VE
2VF2-(VB1+VB2)= × 100%
VF2
小麦抽穗期的 hN2=72%,两亲本的平均表型方差为 10.68,F2表型方差为 40.35。
求,VE
VA
VD
hB2
(1) 不易受环境影响的性状的遗传率比较高,易受环境影响的性状则较低；
(2) 变异系数小的性状遗传率高,变异系数大的则较低；
(3) 质量性状一般比数量性状有较高的遗传率；
(4) 性状差距大的两个亲本的杂种后代,
一般表现较高的遗传率；
(5) 遗传率并不是一个固定数值,对自花授粉植物来说,它因杂种世代推移而有逐渐升高的趋势 。
基因加性方差是可固定的遗传变异量,可在上,下代间传递,所以,
凡是狭义遗传率高的性状,在杂种的早期世代选择有效 ; 反之,则要在晚期世代选择才有效 。
第五节 数量性状基因座数量性状是由众多基因控制的 。
随着现代分子生物学的发展和分子标记技术的成熟,已经可以构建各种作物的分子标记连锁图谱,在此基础上
,发展起来了数量性状基因位点 (QTL)
的定位方法 。
可以估算数量性状的基因位点数目,
位置和遗传效应 -QTL定位 。
图 8-5 QTL定位的基本原理示意图
MM Mm mm MM Mm
mm
QQ Qq qq QQ qqQq QQ Qq qq QQ qqQq Qq qqQQ QQ qqQq
图 8-6 玉米 5号染色体上影响产量的 QTL位置与 LOD曲线图
